Калькулятор тригибридного скрещивания - Бесплатный генератор квадрата Пеннета

Что такое калькулятор тригибридного скрещивания?

Калькулятор трёхгибридного скрещивания предсказывает генотипы и фенотипы потомков, когда родители различаются по трём отдельным генам. Он строит полную решётку Пеннета размером 8×8 для этого скрещивания и подсчитывает итоговые соотношения фенотипов — вручную такая работа занимает много времени.

При тригибридном скрещивании одновременно отслеживаются три пары генов, в отличие от моногибридного скрещивания (один ген) и дигибридного скрещивания (два гена). Поскольку каждый ген наследуется независимо, три гена создают гораздо больше возможных комбинаций потомства, чем один или два гена.

Основные генетические термины

• Ген: участок ДНК, содержащий инструкции для одного признака, например цвета семян.
• Аллель: один из вариантов гена. У гена может быть доминантный и рецессивный аллель.
• Доминантный аллель: обозначается заглавной буквой (A, B, C). Для проявления доминантного признака достаточно одной копии.
• Рецессивный аллель: обозначается строчной буквой (a, b, c). Для проявления рецессивного признака нужны две копии.
• Генотип: пара аллелей, которую организм несёт для каждого гена, например AaBbCc.
• Фенотип: фактически проявляющийся признак, определяемый генотипом.
• Гомозиготный: оба аллеля гена совпадают, например AA или aa.
• Гетерозиготный: два аллеля различаются, например Aa.

Как записать генотип для калькулятора

Каждый генотип должен содержать ровно шесть букв: три пары генов по две буквы. В каждой паре должна использоваться одна и та же буква: одна заглавная и одна строчная либо две буквы одного регистра.

В паре заглавная буква должна стоять первой. Калькулятор принимает Aa, но отклоняет aA как неверный формат, поскольку проверяет порядок регистра и помечает любую пару, в которой первой стоит рецессивная буква, как недействительную. Если генотип хотя бы одного родителя не проходит эту проверку, инструмент показывает ошибку и не создаёт решётку Пеннета.

Допустимые примеры: AaBbCc, AABBCC, aabbcc, AABbcc. Недопустимые примеры: aAbBcC (неверный порядок букв), AaBb (только два гена), AaBbCcDd (четыре гена), AbCdef (несовпадающие буквы внутри пары), AaBb1c (цифра не является обозначением аллеля).

Выбор букв свободный. A, B и C — распространённые обозначения в учебниках, но RrYyGg работает так же, а результаты обозначаются теми буквами, которые были введены. Оба родителя должны обозначать одни и те же три гена в одном порядке, поскольку решётка сопоставляет первый ген с первым, второй со вторым, а третий с третьим. При скрещивании AaBbCc с DdEeFf указываются шесть разных генов, поэтому инструмент сообщает об ошибке вместо построения решётки.

Как рассчитать тригибридное скрещивание

1. Определите гаметы каждого родителя. Родитель с тремя гетерозиготными парами генов (AaBbCc) может передать по одному аллелю из каждой пары. Это даёт 2 × 2 × 2 = 8 возможных комбинаций гамет: ABC, ABc, AbC, Abc, aBC, aBc, abC и abc.

2. Постройте решётку Пеннета. Расположите 8 гамет одного родителя в верхней части, а 8 гамет другого родителя — вдоль боковой стороны. В результате получится сетка 8×8 из 64 ячеек, по одной для каждого возможного генотипа потомка.

3. Определите фенотипы. Для каждого гена в генотипе клетки потомок проявляет доминантный признак, если в паре есть хотя бы один заглавный аллель. В противном случае проявляется рецессивный признак. Фенотип записывается теми же буквами генов, что и в скрещивании: потомки AaBbCc получают обозначения вроде ABc, а потомки DdEeFf — обозначения вроде DEf.

4. Подсчитайте фенотипы. Подсчитайте, сколько из 64 клеток относится к каждой из 8 возможных комбинаций фенотипов (ABC, ABc, AbC, Abc, aBC, aBc, abC, abc).

Этот метод основан на независимом расхождении хромосом: три гена должны находиться на разных хромосомах или на достаточно большом расстоянии друг от друга на одной хромосоме, чтобы наследоваться независимо. Гены, расположенные близко друг к другу на одной хромосоме (сцепленные гены), не соответствуют этим соотношениям.

Формула тригибридного скрещивания

Поскольку три гена наследуются независимо, вероятность конкретной комбинации признаков равна произведению вероятностей для каждого гена в отдельности:

$P(A \cap B \cap C) = P(A) \times P(B) \times P(C)$

где A, B и C — это три признака, P — вероятность проявления признака, а левая часть — вероятность совместного проявления всех трёх признаков.

При скрещивании двух тройных гетерозигот (AaBbCc × AaBbCc) каждый ген сам по себе даёт стандартное моногибридное соотношение 3 доминантных : 1 рецессивных. Для трёх генов это соотношение возводится в куб:

(3 : 1)³ = 27 : 9 : 9 : 9 : 3 : 3 : 3 : 1

Эти восемь чисел в сумме дают 64, что соответствует 64 клеткам решётки Пеннета. В этой совокупности из 64:

• 27 потомков (42,19 %) проявляют все три доминантных признака
• 9 потомков (14,06 %) проявляют каждую из трёх комбинаций с одним рецессивным признаком
• 3 потомков (4,69 %) проявляют каждую из трёх комбинаций с двумя рецессивными признаками
• 1 потомок (1,56 %) проявляет все три рецессивных признака

Пример: AaBbCc × AaBbCc

Скрестим двух родителей, гетерозиготных по всем трём генам. Оба образуют одинаковые 8 типов гамет (ABC, ABc, AbC, Abc, aBC, aBc, abC, abc), поэтому решётка Пеннета содержит 64 клетки, образованные всеми сочетаниями этих гамет.

Подсчёт фенотипов во всех 64 клетках даёт:

Это классическое соотношение 27:9:9:9:3:3:3:1. Оно выполняется только в том случае, если оба родителя гетерозиготны по всем трём генам и для каждого гена наблюдается полное доминирование.

Когда это соотношение не применяется

Несколько ситуаций нарушают стандартное соотношение 27:9:9:9:3:3:3:1:

• Сцепленные гены: гены, расположенные близко друг к другу на одной хромосоме, наследуются вместе чаще, чем предполагает случайное сочетание.
• Неполное доминирование или кодоминирование: некоторые гены не подчиняются простой схеме «доминантный — рецессивный», поэтому категории фенотипов меняются.
• Эпистаз: один ген может маскировать или изменять действие другого гена.
• Малый размер выборки: реальный помёт или партия семян намного меньше 64, поэтому наблюдаемые числа могут случайно отличаться от теоретического соотношения.

История

Решётка Пеннета названа в честь британского генетика Реджинальда Пеннета, разработавшего этот табличный метод примерно в 1905 году совместно с Уильямом Бейтсоном. Она наглядно представляет скрещивания, впервые описанные математически Грегором Менделем, чья работа 1866 года о горохе изложила законы наследования, применяемые этим калькулятором.

Часто задаваемые вопросы

Что такое тригибридное скрещивание? Скрещивание двух организмов, при котором одновременно отслеживаются три отдельных гена, каждый из которых имеет доминантный и рецессивный аллель.

Сколько гамет образует тройная гетерозигота? Восемь. Родитель с генотипом AaBbCc образует 2³ = 8 типов гамет, поскольку каждая из трёх пар генов может независимо передать любой из двух аллелей.

Каково фенотипическое соотношение для AaBbCc × AaBbCc? 27:9:9:9:3:3:3:1 из общего числа 64 потомков. Это предполагает независимое расхождение хромосом и полное доминирование по всем трём генам.

Как записать генотип в калькуляторе? Используйте ровно шесть букв; внутри каждой пары заглавная буква должна стоять перед строчной, например AaBbCc. Калькулятор отклоняет генотип вроде aAbBcC, поскольку в этой паре рецессивная буква стоит перед доминантной.

Можно ли использовать буквы, отличные от A, B и C? Да. Подойдут любые буквы, если оба родителя используют одни и те же три буквы в одном порядке. Фенотипы также обозначаются этими буквами, поэтому при скрещивании RrYyGg получаются обозначения RYG, RYg, RyG и так далее.

Работает ли это для генов, сцепленных на одной хромосоме? Нет. Калькулятор предполагает независимое наследование. Сцепленные гены наследуются вместе чаще, чем предсказывает стандартное соотношение, и требуют другого метода расчёта.

Что такое анализирующее скрещивание? Скрещивание организма с доминантным фенотипом с тройной рецессивной формой (aabbcc), чтобы определить, является ли неизвестный родитель гомозиготным или гетерозиготным по каждому гену. Гетерозиготный родитель даёт потомство с несколькими различными фенотипами; гомозиготный доминантный родитель даёт потомство, у которого у всех проявляются доминантные фенотипы.